Hur tillverkas cement? En förenklad förklaring av processen att tillverka cement

När byggnadsproffs och amatörer förstår hur cement tillverkas hjälper det dem att fatta mer välgrundade beslut om val, användning och tillämpning av cement i sina projekt.

Framställning av cement är en komplex process som börjar med naturresurser. Tillverkare blandar och värmer dem på ett sådant sätt att det ger en kemisk reaktion som leder till det ämne vi kallar cement.

När du väl förstår processen som skapar cement, ger denna kunskap värdefulla insikter i byggnadsämnet som är en av de viktigaste komponenterna i modern byggnadsinfrastruktur.

Table of Contents

Hur cement tillverkas

Tillverkare tillverkar cement genom en flerstegsprocess som börjar med råproduktextraktion och slutar med förpackning och distribution. Även om varje tillverkare har sin egen process, här är några allmänna riktlinjer för stegen för att tillverka cement.

Råvaruutvinning

De huvudsakliga råvarorna som tillverkarna använder för att tillverka cement är hårda stenar som kalksten och skiffer och mjuka stenar som lera och krita. De bryter eller gräver ut stenarna och transporterar dem till krossningsanläggningen. Transport av torrt material sker vanligtvis med lastbilar, järnvägsvagnar eller transportband beroende på anläggning. Våta material levereras ibland via rörledning.

Krossning och malning

Råvarorna genomgår en första krossningsprocess för att minska storleken på berget. Cementproducenter använder käftkrossar, hammarkvarnar och konkrossar för att minska storleken på det hårda berget. Tillverkare använder sedan maskiner som valsverk för att mala den hårda stenen till ett fint pulver som de kallar råmjöl.

Mjukt material som lera och krita bearbetas också. De bryter ner mjukt material genom att blanda det med vatten i tvättkvarnar. Detta ger en slurry. De passerar slammet genom ett fint nät för att avlägsna eventuella kvarvarande stora partiklar.

Förbereder Raw Mix

Cementproducenter kommer sedan att blanda proportioner av råvarorna för att få den exakta sammansättningen av cementingredienserna för den typ av cement de tillverkar. Denna sammansättning varierar också beroende på cementens önskade kapacitet, den lokala tillgången på råmaterial och tillverkningsprocessen.

I de flesta fall är den primära ingrediensen i blandningen kalkstensdamm. Andelen kalkstensdamm ligger normalt mellan 80%-95%. Lera eller skifferdamm utgör mellan 5%-20% av blandningen. Kiseldioxid, järnoxid, aluminiumoxid och andra tillsatser kan också läggas till blandningen, beroende på den specifika typen av cement. Andelen av dessa tillsatser varierar mellan 1%-10%.

Förvärmning och förkalcinering

Råblandningen förvärms sedan och förkalcineras för att förbättra bränsleeffektiviteten i processen och förbättra produktionskapaciteten. Råvarorna går in i en maskin som en tornförvärmare eller en cyklonförvärmare och värms upp till en temperatur på 800o eller 900o Celsius. Denna process tar bort all fukt eller koldioxid från blandningen. Denna process startar några av de kemiska reaktioner som är nödvändiga vid bildningen av cement.

Klinkerbildning

Klinkerbildningsprocessen är det primära steget i bildningen av cement. Detta är det stadium där den komplexa kemiska processen uppstår som formar cement till en stark och hållbar byggprodukt.

Cementproducenter matar in det råa cementmaterialet i en ugn fodrad med eldfast tegel. Höga temperaturer över 1400o Celsius smälter tillsatserna som gör kalkstenen flytande för att reagera med kiseldioxiden och bilda klinker. Klinker är nodulära eller klumpliknande material med en diameter på 3 mm-24 mm (.12in-.98in).

Kyl

Klinker kyls snabbt till en temperatur på 100o-200o Celsius med hjälp av luft eller vatten. Denna process är avgörande för att säkerställa kvaliteten på den slutliga cementprodukten eftersom den påverkar klinkerns mikrostruktur. Snabb kylning gör att klinkrarna stelnar sin mineralsammansättning, förbättrar malbarheten, förhindrar återfuktning och hjälper till att förhindra sprickbildning.

Blandning och slutslipning

Cementproducenter blandar den kylda klinkern med en mängd tillsatser som gips, flygaska och kalksten. Dessa tillsatser hjälper till att reglera härdningstiden för cement, fungerar som brandskyddsmedel, förbättrar bearbetbarheten och hjälper till att minska krympning bland andra egenskaper. Blandningen av klinker och tillsatser matas till en kulkvarn, eller liknande maskin, och mals till ett fint pulver.